1.3 Динамика

1.3.1 Основные понятия и аксиомы динамики

Предмет динамики; понятие о двух основных задачах динамики.

Аксиомы динамики; первая аксиома (принцип инерции); вторая аксиома (основной закон динамики материальной точки); масса материальной точ­ки и ее единицы; зависимость между массой и силой тяжести; третья аксиома (закон независимости действия сил); четвертая аксиома; (закон равенства действия и противодействия).

1.3.2 Движение материальной точки, метод кинетостатики

Понятие о свободной и несвободной точках. Понятие о силе инерции. Силы инерции при прямолинейном и криволинейном движениях мате­риальной точки. Принцип Даламбера, метод кинетостатики.

1.3.3 Работа и мощность

Работа постоянной силы при пря­молинейном движении. Единицы измерения работы. Работа равнодействующей силы. Понятие о работе переменной силы при криволинейном движении. Работа силы тяжести.

Мощность, единицы измерения мощности. Понятие о. механическом коэффициенте полезного действия (КПД). КПД системы механизмов при их последовательном соединении.

Работа и мощность при вращательном движении тела; окружная сила, вращающий момент. Зависимость вращающего момента от угловой скорости и передаваемой мощности.

Работа при качении тела.

1.3.4 Общие теоремы динамики

Импульс силы, количество движения, кинетическая энергия. Теорема об изменении количества движения материальной точки. Теорема об изменении кинетической энергии материальной точки.

Понятие о механической системе. Внешние и внутренние силы системы. Основное уравнение динамики для вращательного движения твердого тела. Момент инерции тела.

Кинетическая энергия тела при поступательном, вращательном и плоскопараллельном движени­ях. Теорема об изменении кинетической энергии для системы.

РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА:

1. Аркуша А.И., Фролов М.И. Техническая механика: Учебник для машиностроительных специальностей техникумов. - М.: Высшая школа, 1983.

2. Сборник задач по технической механике. Учебное пособие для техникумов. Изд. 3-е. Под редакцией Ицковича Г.М., Л., «Судостроение», 1973.

3. Мовнин М.С. и др. Руководство к решению задач по технической механике. Учебное пособие для техникумов. М., «Высшая школа», 1977.

ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЯ:

«Основные понятия и аксиомы динамики» и «Движение материальной точки, метод кинетостатики»

1. Дайте определение динамики как части теоретической механики.

2. Сфор­мулируйте основной закон динамики.

3. Что называется массой материальной точки? Единицы измерения массы материальной точки. Какова зависимость между массой и весом тела?

4. Дайте определение законов инерции, равенства действия и противодействия, независимости действия сил. Укажите на следствия из законов динамики.

5. Сформулируйте две основные задачи динамики для несвобод­ной материальной точки.

6. Дайте определение силы инерции. Как всегда направ­лена сила инерции?

7. Как определяется сила инерции при прямолинейном движе­нии материальной точки? Покажите на примере движения человека в лифте.

8. Как определяются силы инерции материальной точки в общем случае криво­линейного движения?

9. Сформулируйте принцип Даламбера (метод кинетоста­тики). Как применяют его при решении задач динамики? Покажите на примере.

«Работа и мощность»

1. Как определяют работу постоянной силы на прямолинейном пути? Еди­ницы измерения работы силы.

2. Как будет изменяться по величине работа силы на прямолинейном пути, если угол а, образуемый направлением силы и направ­лением перемещения точки под действием силы, изменяется от 0 до 180°?.

3. Как определяют работу переменной силы на криволинейном пути?

4. Можно ли работу силы представить графически?

5. Как определяют работу силы тяжести? Зависит ли величина работы силы тяжести от вида траектории, по которой перемещается тело под действием силы тяжести?

6. Как определяют работу силы при враща­тельном движении тела?

7. Можно ли по величине работы судить о величине силы, совершившей эту работу?

8. Что называют мощностью силы? Какие эле­менты определяют мощность силы? Единицы измерения мощности силы.

9. Как определяют мощность в поступательном движении тела?

10. Как определяют мощность во вращательном движении тела.

11. Что называется механическим коэффициентом полезного действия?

12. По каким формулам определяют зави­симость между вращающим моментом, передаваемой мощностью и угловой ско­ростью, выраженной в радианах в секунду и в оборотах в минуту?

«Общие теоремы динамики»

1. Что называется количеством движения и импульсом силы материальной точки в случае постоянной силы? Какова размерность количества движения и им­пульса силы?

2. Сформулируйте закон об изменении количества движения материальной точки в случае постоянной силы.

3. Что называют кинетической энергией материальной точки? Укажите единицы измерения ее.

4. Сформулируйте закон об изменения кинетической энергии материальной точки для случая действия на материаль­ную точку постоянной силы.

5. Как определяют кинетическую энергию тела в слу­чае поступательного и вращательного движения тела?

6. Материальная точка движется прямолинейно и равномерно. Изменяется ли при этом количество дви­жения точки?

7. Могут ли два тела различной массы обладать одной и той же по величине кинетической энергией? Скорость материальной точки изменилась в 5 раз. Как изменится ее кинетическая энергия.

8. Сформулируйте основное урав­нение динамики для вращательного движения тела. Что называется моментом инерции массы тела? Каков его физический смысл?